Project Looking Glass:
новое измерение пользовательского интерфейса

Арсений Чеботарёв, "Комиздат"

Основанный на технологии Java, проект Looking Glass Project предоставляет новую парадигму пользовательского интерфейса, которая может изменить наше общение с компьютером

Не секрет, что оконная система пользовательского интерфейса, некогда "изобретенная" в лабораториях Xerox, за последние двадцать лет практически не претерпела изменений, перекочевав во все известные операционные системы - начиная с Macintosh и MS Windows и заканчивая Unix и Linux, которые, как известно, не более "графические", чем Windows 3.11.

Когда создавался оконный графический интерфейс, была использована метафора рабочего стола с расположенными на нем документами, которые могли быть свернуты, раскрыты или отсортированы. Конечно, преемственность и согласованность интерфейса - это большое преимущество, и вряд ли стоит поощрять разработку множества "видений" одних и тех же графических примитивов. Движение пользователей к единому внешнему виду и согласованному поведению элементов управления явно дает себя знать в такой свободной для идей среде, как Linux, где после многих лет засилья альтернативных вариантов все-таки установился единый "Windows-alike" стандарт де-факто.

Другое дело - те возможности, которые раньше вообще не могли быть реализованы в реальном времени. В частности, элементы динамической (real 3D) анимации, альфа-канал (прозрачность), масштабирование элементов управления, поворот элементов сцены и т.д. Недостаток сегодняшних пользовательских интерфейсов: они, словно нарочно, игнорируют возможности аппаратных графических акселераторов, обращаясь к ним за отрисовкой только самых "примитивных примитивов", а то и вовсе выполняя всю работу в режиме framebuffer на главном процессоре и передавая в графический процессор уже готовые сцены. Достаточно обоснованно такое было лет пять назад, когда графические акселераторы были установлены лишь на некоторых, но далеко не на всех рабочих станциях.

Сегодня же ситуация прямо противоположная: сложнее найти рабочую станцию без графического ускорителя, чем наоборот. В то же время, обычные пользователи лишены доступа к этим возможностям за пределами компьютерных игр. Несколько лучше дело обстоит в мире Macintosh и MS Windows, где приложения могут получать доступ к функциям аппаратного 3D-рендеринга с помощью "тулбоксов" и библиотеки Direct X. Однако все это по-прежнему относится к приложениям - но не к оконной системе.

В мире Unix-подобных систем ситуация еще более далека от совершенства: все способы "достучаться" до графики (не считая смелой Linux-инициативы DRI, нацеленной на встраивание графики в ядро системы) крайне опосредованны и вряд ли затрагивают основы пользовательского интерфейса. Можно сказать, что установилась парадоксальная ситуация: как новые, так и уже распространенные оконные системы состязаются в минимализме, избегая использования аппаратных акселераторов - и используя неэффективные способы реализации графических эффектов, давно уже заложенных в "железо".

Конечно, чтобы переломить силу стереотипов, простого желания недостаточно - нужно иметь определенный вес в мире компьютинга. Такой, например, каким обладает компания Sun Microsystems. Ее стратегическая инициатива Project Looking Glass как раз и призвана объединить три передовые технологии - трехмерную компьютерную графику, язык Java и новые приложения - в "иную" пользовательскую оконную оболочку.

Проект пока еще в начальной стадии разработки, но уже создано несколько работающих прототипов будущей оболочки.

Вид - ничто, функциональность - все

Основная идея Project Looking Glass - не просто создать "красивую картинку". Это было доступно и раньше с помощью различных ухищрений. Среда, создаваемая Looking Glass, будет действительно трехмерной - со соответствующей функциональностью. Причем приложения могут и должны использовать этот факт для управления своими окнами, пиктограммами и прочими объектами уже в трех измерениях.

Если говорить о возможном поведении программ, то это открывает совершенно новые просторы как для программистов, так и для пользователей: вы можете вращать, масштабировать и перемещать "программы", уже представленные, скорее, пространственными примитивами, чем двухмерными окнами.

Например, наличие у любого открытого файла "изнанки" предполагается использовать для пометки этих файлов комментариями и заметками. На широких "торцах" трехмерных окон тоже расположится информация - например, служебная, которая до сих пор размещалась в свойствах файла или в заголовках окон. Это позволит развернуть окна торцом к плоскости экрана (так, как размещаются книги на книжных полках) - и сэкономить таким образом площадь рабочей поверхности.

В таких "странных" вариантах будет использоваться и прозрачность. Вы сможете покинуть окно переднего плана (которое после этого станет полупрозрачным), переместить курсор за это окно - и работать уже с данными и элементами управления окон на заднем плане. Фактически станет возможным создание не только прямоугольно-объемных окон приложений, но и трехмерных поверхностей. Вращая их, пользователь сможет увидеть различные аспекты работы программы - подобно тому, как, перемещаясь по закладкам, он получает доступ к различным наборам элементов управления.

Разработка в открытом стиле

Sun давно и плотно сотрудничает с независимыми разработчиками. Так что вполне естественно, что Project Looking Glass тоже является "общественным достоянием". То есть любые заинтересованные группы и индивидуумы, способные внести свою лепту в процесс разработки - от кодирования и дизайна до мотивации и поддержки - могут принять в нем участие. Или, по крайней мере, наблюдать за созданием новой среды и открыто дискутировать по связанным с ней вопросам. Sun добровольно делегирует "совещательный голос", веря, что ни одна компания не в состоянии сделать столько, сколько может сделать всемирное сообщество разработчиков.

Это, в частности, определило и выбор среды разработки Java - как самой распространенной среды, работающей на различных платформах. Кроме того, благодаря оптимизации и доступу к аппаратным ускорителям, Java показывает достаточно хорошую графическую производительность.

И хотя Java работает на всех платформах, Looking Glass, тем не менее, будет работать в первую очередь на Sun Solaris и Linux - причем все существующие приложения будут получать трехмерное рабочее пространство совершенно прозрачно.

Со временем предполагается создание специальных приложений, более полно использующих новое окружение. Более того, Sun создает API, позволяющее уже после создания готовой среды продолжать "креативить" в трехмерном окружении, то есть создавать дополнительные объекты и эффекты. Вероятно, прототипом и мотивацией для таких решений явилась программируемая оконная среда GNOME, как известно, используемая Sun в собственном дистрибутиве Linux Java Desktop.

По мере реализации Project Looking Glass заменит GNOME в следующих выпусках Java Desktop.

Как это работает?

Естественно, что любая новая графическая подсистема под Unix должна использовать X Windows как основу для любой интеграции и модификации. Поэтому в качестве эталона было использовано типичное приложение X Windows, обращающееся к модифицированному X-серверу, который включает компонент X Client Capture. Этот компонент захватывает пользовательское представление и передает его для отрисовки в Project Looking Glass Display Server. Последний представляет собой основанный на библиотеке OpenGL 3D отрисовщик объектов в трехмерном окружении.

Как известно, все новые видеокарты создаются с учетом современных спецификаций OpenGL, который, в свою очередь, также был создан в качестве общего знаменателя для различных графических акселераторов. Так что количество кода для трансляции OpenGL в аппаратные команды будет минимальным - и, как результат, производительность графических эффектов, в частности производительность воспроизведения мультимедиа, обещает быть на должном уровне.

Менеджер окон через библиотеку Java Project Looking Glass обращается к графическому серверу для отрисовки примитивов, а также к X Client Capture - для управления сессиями клиентов. Аналогичные вызовы этой библиотеки могут делать пользовательские приложения нового поколения, в частности альтернативные менеджеры окон.

Будущее начинается сегодня

На момент подготовки статьи программирование библиотеки Looking Glass практически закончено в первом релизе; создание трехмерных приложений запланировано на второй релиз в конце 2004 года. Кроме того, в стадии "пока нет" находится и общественное обсуждение технологии. Сегодня можно говорить лишь о наличии "работающих прототипов", хотя проект все еще находится в ранней стадии и нет даже достоверных сведений о том, будет он воплощен в отдельном продукте или же библиотеки станут частью будущей версии Java Deskop. Так что следите за развитием событий и будьте готовы к переменам.